肿瘤组织特异性激活级联反应的聚合物囊泡纳米反应器

自然界中很多高效的生化反应都发生在受限的隔离空间中。受此启发，通过设计人工纳米反应器以提供受限的隔离空间，能够提高反应效率，保护负载催化剂以及调节反应速率。该策略已被应用于许多领域包括有机合成、纳米颗粒的制备和人工细胞器。在用于疾病治疗的应用中，治疗型纳米反应器可以作为“纳米工厂”，用于将毒性分子转化为无毒化合物以解毒，或原位将无毒前药或内源性生物分子的转化为毒性药物以杀死细菌或癌细胞。鉴于肿瘤化疗的高毒副作用，治疗型纳米反应器在肿瘤精准纳米医学领域引起了极大的关注。

中国科学技术大学葛治伸（点击查看介绍）课题组近期开发了基于响应性聚前药嵌段聚合物囊泡纳米反应器，在疏水性的囊泡膜和亲水性的囊泡腔分别负载超小型氧化铁纳米颗粒和葡萄糖氧化酶。在肿瘤微酸的刺激下，囊泡膜通透性大大增加，引发级联反应，包括消耗葡萄糖并且产生H₂O₂，加速铁离子释放，H₂O₂与铁离子之间的芬顿反应产生羟基自由基（•OH），和•OH触发快速的药物释放。在级联反应作用下，一系列癌症治疗策略包括饥饿疗法（消耗葡萄糖），化疗动力疗法（产生•OH）和化疗（化疗药物）联合起效，实现了高效的肿瘤抑制（图1）。

图1. (A）用于协同治疗的聚合物囊泡纳米反应器的构建。通过静脉注射，在肿瘤部位实现高效的富集。（B）在肿瘤部位，纳米反应器中的级联反应可以通过肿瘤微酸激活。（C）pH和ROS响应性聚前药嵌段聚合物的结构。（D）发生在纳米反应器中级联反应。

这一成果近期发表在ACS Nano，文章的共同第一作者是中国科学技术大学博士研究生柯文冬和李军杰（现为Innovation Center of NanoMedicine片冈一则课题组博士后），葛治伸为该论文通讯作者。

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

Therapeutic Polymersome Nanoreactors with Tumor-Specific Activable Cascade Reactions for Cooperative Cancer Therapy

Wendong Ke, Junjie Li, Fathelrahman Mohammed, Yuheng Wang, Kazuko Tou, Xueying Liu, Panyue Wen, Hiroaki Kinoh, Yasutaka Anraku, Huabing Chen, Kazunori Kataoka, Zhishen Ge*

ACS Nano, 2019, 13, 2357–2369, DOI: 10.1021/acsnano.8b09082

导师介绍

葛治伸

https://www.x-mol.com/university/faculty/47871